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一篇文章讲透少儿编程!乐高、单片机、scratch、c++该学哪个?几岁学?

发布日期:2019-08-06 22:18:53 作者:开智科教

一、编程要不要学?

当我们学会编程的时候,我们才开始真正的思考这个世界。

从全国看:
浙江省已将编程列入了2018高考科目,并将信息技术学科纳入高中生必学科目;
北京市、南京市、广州市将程序编程列入中考特招项目;
在2019高考里,全国卷、北京市卷、江苏省卷都出现了程序编程思维有关的考试题;
江苏明确在小学阶段开设信息技术课程;
重庆要求小学3年级开始学编程……
编程不仅有从兴趣科学逐渐变为必修课的趋势,编程与升学也可挂钩。
从太原看:
在小升初阶段,获得信息学c++奥赛普及组二等奖的学生可向山大附中、五中、实中、外国语学校等推荐。在高中阶段,获得信息学奥赛提高组一等奖的学生可在清北等大学自主招生中享受高考降分录取。

二、编程应该怎么学?

编程学习大致可以分两类。
第一类:软硬件结合类,包括机器人、单片机、电子开发板(arduino)等。

机器人是编程学习很好的载体,程序在机器人的控制器上执行,通过机械结构进行展现,器材功能的强弱,直接关系到程序的复杂程度,以及学生所能学习到的内容深度和广度。机械结构是机器人的身体,程序则是机器人的灵魂。这就好比:优秀的运动员一定要有健硕的身体做基础,兼具运动技巧才能取得好成绩。
物理是一门很难学的学科,很多人当年就是因为不喜欢物理才选的文科。其实在生活中,物理存在于生活的方方面面,就像身边的一花一木,随处可见。但是如果孩子跟物理的第一次接触是通过教科书上那些生涩的定义、难懂的受力分析图,理解起来该是如何困难,又怎么会喜欢学物理呢?
如果能给孩子很好的物理启蒙,那么就能培养孩子对物理的兴趣,提高学习物理的积极性,避免被初二物理的“突然袭击”搞得措手不及。我推荐大家以乐高作为切入点学习机械原理。

乐高与物理
使用乐高学习机械原理可以让孩子更好地理解物理,诸如齿轮传动比、齿轮加减速、杠杆原理、动定滑轮、连杆机构、棘轮机构等等,这些大都是初二才开始学习的物理知识,孩子们在二年级的时候就能通过搭建实物的方法很好的理解。这样,在初二学习物理时就会觉得so easy!机械水平的测试可以参加全国机器人等级考试一二级。

图2 创贝机器人何老师作品,抖音点赞数过万,体会乐高机械之美
机械与编程的魅力在乐高上体现地淋漓尽致

乐高不仅可以学习机械原理,也可以学习编程。乐高EV3使用ARM9控制器,因其功能强大、质量上乘、价格透明、课程海量、爱好者多等特点被很多机构采用。使用乐高的机器人机构也是最多的。乐高购买渠道丰富,对于普通家庭完全可以通过网购取得。乐高中文论坛等,都为广大乐高迷提供了技术交流和学习的平台。

此外,还有单片机课程,其优势在于能够学习电子电路知识,更接近底层,但对于小学生来说没有基础电学知识支撑,难以理解。对比乐高EV3还有如下缺点:

1)硬件功能弱。控制器使用AVR单片机(8位)比ARM(16/32位)性能低下,传感器功能简单,仅提供电动机、红外开关等初级部件。红外开关只能检测前方是否有物体,无法感知距离远近。EV3使用的超声波传感器可以精确检测距离,用以实现更复杂的程序控制,比如精确控制小车距离障碍10cm处停车。EV3还有陀螺仪、颜色、红外信标等多种传感器,功能十分强大,可以参考乐高EV3官网。
2)忽视机械原理。单片机套件仅提供简单的电动机、车轮、履带组件。前文提到的齿轮传动比、齿轮加减速、杠杆原理、动定滑轮、连杆机构等等机器人机械基础均不涉及。
3)软件功能简陋。单片机编程与乐高EV3类似,都采用图形化模块,易上手。但变量仅支持整数,不支持小数运算,并且对应课程不涉及变量,没有变量的编程不能称之为编程,充其量是下指令或者遥控罢了。只是简单的告诉机器人前进几秒钟,转弯,后退。逻辑只有循环等待,没有与或非异或等运算。

另外,部分国内器材价格不透明,且有行业壁垒。机构需要缴纳高昂的加盟费后才能使用,产品价值和价格之间水分巨大,机构通过强制学员购买,无形之中赚取大量利润。

当然,也有不少器材质量很好,像makeblock、大疆s1、中鸣等。不论选择什么器材,都要坚持机械+编程的共同学习。目前大部分机器人比赛为了增加观赏性,在赛前半年时间就公布竞赛场地,而机构为了获奖,教师代做方案甚至买方案,孩子只是学会了按钮操作,孩子水平没有提高,教师也难以有针对性辅导。
综上,推荐学习乐高EV3机器人,从国内很多机器人制造厂商纷纷模仿乐高这一点就能看出来。喜欢乐高的孩子也非常多。可以参加工信部举办的蓝桥杯比赛,此项比赛类似考试,一人一台电脑一套器材,以考试分数作为最终成绩,客观且公正。


第二类:纯软件类,包括Scratch、Python、C++等。

对于第二类而言,这是一条通往重点中学的捷径,但不是每个孩子都适合学。Scratch是普及型编程学习软件,图形化编程界面,使得孩子更容易上手。而信息学奥赛C++需要敏捷的思维和高深的奥数知识,以及对编程强大的兴趣。如果做不到这些,走这条路可能会很痛苦。
Scratch是免费软件,课后练习非常方便,很多机构都在使用。对应的比赛也很多,建议参加由教育部、科协、电子协会等正规机构组织的比赛。单人赛事能真实反映孩子编程水平,避免跟团蹭奖的现象。

三、乐高EV3和Scratch怎么选择?

乐高EV3优势在于以实物搭建的形式呈现,更加具有吸引力。劣势是能够真实反映孩子个人水平的比赛目前只有蓝桥杯。Scratch优势在于比赛多,课后方便复习,家长不需要买硬件。因此,这两者的选择就看个人喜好了,如果希望孩子多参加比赛,那就学scratch;如果只希望孩子保持兴趣,没有功利心,那就学乐高EV3。

四、创贝机器人工作室差异化培养方案


大多数培训机构学员是严格按照年龄分配课程的,我们对学生采取差异化培养方式。即根据学员水平,灵活分班授课,尽可能提升孩子水平,6岁孩子可能和8岁孩子一起学。
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